Hemp4Food – Ergebnisse

Im Projekt konnte die ganzheitliche Nutzung von Hanfsamen und Hanfpresskuchen technologisch und funktional entscheidend vorangebracht werden. Ein zentraler technologischer Fortschritt lag in der Optimierung des Pressvorgangs geschälter Hanfsamen. Es konnte gezeigt werden, dass insbesondere das Rösten vor dem Pressen die Ölausbeute sowie die Eigenschaften des Presskuchens maßgeblich beeinflusst. Dadurch ließ sich ein Presskuchen erzeugen, der für die anschließende Proteingewinnung besonders geeignet ist. Im weiteren Verlauf wurden sowohl trocken- als auch nasstechnische Verfahren zur Proteingewinnung untersucht. Die trockentechnische Verarbeitung durch Feinvermahlung und Sichten führte zwar nicht zu einer signifikanten Proteinanreicherung, reduzierte jedoch grobe Schalenpartikel deutlich und verbesserte damit die Produktoptik und das Mundgefühl. Erfolgreicher war die nasstechnische Proteinisolation mittels alkalischer Extraktion und isoelektrischer Fällung: Im Labormaßstab konnten Proteinisolate mit über 90 % Reinheit und Proteinausbeuten von mehr als 70 % erzielt werden. Gleichzeitig wurde der Gehalt an Phytinsäure im Vergleich zum Ausgangsmaterial um über 90 % reduziert. Die Übertragung dieses Verfahrens in einen semi-kontinuierlichen Pilotmaßstab mit 1500 L Prozessvolumen erwies sich als technisch umsetzbar. Die erzielten Proteingehalte lagen nur geringfügig unter den Laborwerten, was die grundsätzliche Skalierbarkeit des Prozesses bestätigt.

Analytische Untersuchungen zeigten, dass die Prozessparameter der Isolation einen deutlich stärkeren Einfluss auf die funktionellen Eigenschaften hatten, als das gewählte Trocknungsverfahren. Die gewonnenen Hanfproteinzutaten zeigten im Vergleich zum ursprünglichen Presskuchen verbesserte funktionelle Eigenschaften. Dazu zählen eine erhöhte Proteinlöslichkeit im sauren pH-Bereich, eine gesteigerte Wasserbindekapazität sowie eine hellere Farbe. Diese Eigenschaften sind insbesondere für Anwendungen in Fleischalternativen, Backwaren und sauren Getränken relevant. In Applikationsversuchen konnte nachgewiesen werden, dass Hanfproteinisolate grundsätzlich gut für die Verwendung in pflanzlichen Fleischalternativen geeignet sind. Die Herstellung von Trockenextrudaten auf Basis von Hanfproteinkonzentrat und -isolat war erfolgreich. Insbesondere zwei Muster in den Formaten Chunks und Granulat erwiesen sich hierbei als vielversprechend. Die Verarbeitung in veganen Bratwürsten funktionierte problemlos, während die Anwendung in Frikadellen nur eingeschränkt überzeugte. In der Extrusion zeigte sich zudem, dass Hanfprotein besonders in Kombination mit Weizengluten gut verarbeitbar ist. Hanffasern und Hanföl erwiesen sich dagegen aufgrund ihrer technofunktionellen und sensorischen Eigenschaften als weniger geeignet für strukturierte Fleischersatzprodukte.

Neben der technologischen Machbarkeit wurden klare Spezifikationslogiken erarbeitet, die definieren, welche Rohstofffraktionen für bestimmte Food-Anwendungen geeignet sind und welche Qualitätsparameter zwingend erfüllt sein müssen. Es zeigte sich, dass Funktionalität grundsätzlich erreichbar ist, jedoch stark von Fraktionierung, Entfettung und Partikelgrößenprofil abhängt – mit direktem Einfluss auf Textur und Mundgefühl. Sensorische Treiber wie Bitterkeit und grüne Noten wurden identifiziert und gezielte Prozesshebel, wie die Rohstoffauswahl und Entschalung, zur Optimierung abgeleitet.

Auch die Nebenströme der Proteingewinnung wurden untersucht. Der bei der nasstechnischen Isolation anfallende faserhaltige Rückstand weist beispielsweise Potenzial als funktionelle Zutat zur Anreicherung von Lebensmitteln mit Proteinen, Mineralstoffen und Ballaststoffen auf. Ergänzend wurde ein umfassendes Wirtschaftlichkeitsmodell entwickelt, das Investitions- und Betriebskosten, Energiebedarfe sowie Skalierungsoptionen berücksichtigt. Sie liefert eine belastbare Entscheidungsgrundlage für die industrielle Umsetzung und macht sowohl Potenziale, als auch Risiken einer ganzheitlichen Hanfverwertung transparent. Insgesamt zeigt das Projekt die technologische Umsetzbarkeit, funktionelle Eignung und wirtschaftliche Perspektive von Hanfproteinzutaten für verschiedene Lebensmittelkategorien auf.